Departamento de Tecnología IES San José
Problema nº 1 Dado el siguiente circuito neumático:
1º) Identificar en el circuito los elementos: a) b)
Válv Válvul ula a 5/2, 5/2, bies biesta tabl ble. e. Acci Accion onam amie ient nto o neum neumát átic ico. o. Válv Válvul ula a 3/2, 3/2, bies biesta tabl ble. e. Acci Accion onam amie ient nto o neum neumát átic ico. o.
5/2 5/2 3/2 3/2
2º) ¿Qué elementos hay que accionar para que el cilindro cilindro salga? 0.1 y 1.01 3º) ¿Qué efecto tiene en el circuito el accionamiento neumático de los elementos 0.1 y 1.02?
La válvula 0.1 es de accionamiento / paro general. La válvula 1.02, es de Reset, de poner el sistema en las condiciones iniciales. Vemos que en el circuito hasta que no pulsamos la 1.02 el vástago del cilindro se encuentra saliendo y entrando entre las posiciones 1.2 y 1.3. Sólo cuando se pulsa 1.02 el vástago se introduce totalmente en el cilindro.
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Problema nº 2 2. Representar el esquema neumático formado por los siguientes elementos: a) Válvula de simultaneidad. b) Unidad de mantenimiento de aire. c) Cilindro de doble efecto. d) P 1, P 2 válvulas de distribución 3/2 de accionamiento manual mediante palanca, con retroceso por muelle. Normalmente cerradas. e) P 3, válvula de distribución 3/2 de accionamiento mecánico mediante rodillo y retroceso por muelle. Normalmente cerrada. f) P 4, válvula de distribución 4/2 pilotada neumáticamente. Normalmente abierta. FUNCIONAMIENTO: Cuando se acciona de forma simultánea los pulsadores P 1 y P2, el aire pasa a través de la válvula de simultaneidad y pilota la válvula P 4. Esto permite el paso del aire a presión hacia el cilindro por la entrada A. El aire existente en la cámara posterior del cilindro sale por B hacia la atmósfera por el escape con silenciador de la válvula P 4. El pistón realiza la carrera de avance. Al finalizar su recorrido, oprime el pulsador P 3 (que actúa como final de carrera), la cual manda una señal a la válvula P 4 que invierte su posición, con lo que el vástago del cilindro retrocede.
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Problema nº 3 Con la ayuda de un cilindro neumático deben ser elevados cartones. Poco antes de llegar a la posi posici ción ón fina finall del del cili cilind ndro ro elev elevad ador or,, un segu segund ndo o cili cilind ndro ro ha de desp despla laza zar r horizo horizonta ntalme lmente nte los carton cartones es sobre sobre una pista pista de rodill rodillos. os. El mando mando del movimi movimient ento o vertica verticall ha de ser inicia iniciado do manual manualment mente, e, pero el movimie movimiento nto horizonta horizontall ha de ser mandado por el cilindro vertical en función del movimiento.
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Problema nº 4 En una fábrica se requiere diseñar el siguiente proceso neumático. Colocación de una pila de papel, sujeción y cortado mediante una guillotina, teniendo en cuenta que la velocidad de corte será lenta y que la retirada de la cuchilla será más rápida.
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Problema nº 5 Con una herramienta de accionamiento neumático han de fabricarse los ojetes en una bisagra. Con un macho de curvar 2.0 es doblada la parte de la bisagra. Un segundo macho macho de curva curvarr 3.0, 3.0, despla desplazad zado o 90º respecto respecto al primero, primero, da el acabad acabado o final final al arrollado del ojete.
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Problema nº 6 Calcula al fuerza del cilindro que tiene las siguientes características: • • •
Diámetro del cilindro: 80 mm Diámetro del vástago: 25 mm Presión de trabajo: 6 Kp/ cm 2
SOLUCION: En primer lugar calcularemos la superficie del émbolo:
S = D 2
π
4
= 8
2
cm 2 ⋅
π
4
= 50,266
cm 2
Ahora calcularemos la superficie anular del émbolo para el retroceso:
S ′ = ( D 2 − d 2 ) ⋅
π
4
=
( 64 cm
2
− 6,25 cm
2
) ⋅ π
4
= 45,367
cm 2
La fuerza teórica de empuje en el avance será:
F t = S ⋅ p = 50,266 ⋅ 6 = 301,6 Kp Si suponemos que el rozamiento es del 10% o que el rendimiento del cilindro es del 90 % , nos queda:
F real = F t ⋅ η = 301,6 ⋅ 0,9 = 271,44 Kp La fuerza teórica en el retroceso:
F n = 45,367 cm 2 ⋅ 6 Kp / cm 2 = 272,20 Kp Así pues, al igual que antes, si el rozamiento es del 10%
F rozamiento = 27,2 Kp La fuerza real de tracción la obtendremos restando ambas
F n′ = 272,202 − 27, 2 = 245, 00 Kp
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Problema nº 7 Tenemos el cilindro del ejercicio anterior. Supongamos ahora que el cilindro tiene una carrera de 700 mm y efectúa 5 ciclos por minuto. ¿ Cuál es el consumo de aire de dicho cilindro? Solución:
La cilindrada total será:
V cilin =
π
4
( 2 D
2
−
d 2 ) ⋅ L =
π
4
(2 ⋅ 8
2
− 2,5
2
) ⋅ 70 = 6694 cm
3
El volumen de aire es:
V aire =
( P mano + 1) ⋅ V cilin
=
( 6 + 1) ⋅
P atm
6,694 cm
1 Kp / cm
3
2
= 46858
cm 3 ≈ 47 l
como el número de ciclos ciclos por minuto es de 5 , el consumo total de aire del cilindro será: 47 ⋅ 5 = 235 l / min
Problema nº 8 Queremos diseñar un cilindro de simple efecto que utilice en su funcionamiento un 3 2 volumen de aire de 800 cm , cuya presión de trabajo sea de 12,3 Kg /cm y su longitud de 29 cm. Halla el diámetro de este cilindro Calcula las fuerzas del cilindro • •
Solución:
De la ecuación:
V aire =
( P mana + 1) ⋅ V cilin
⋅
P atm
1 dm
3
1000 cm
3
Despejamos:
V cilin =
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V aire ⋅ 1000 P mano + 1
=
800 ⋅ 1000 12,3 + 1
= 60150 ,3
cm 3
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Calculamos el diámetro del cilindro:
V cilin
=
π ⋅ D
4
2
⋅ L
⇒
4 V cilin
D =
π ⋅ L
= 51,38
cm
Para hallar las fuerzas no hay más que sustituir en las ecuaciones directamente. La superficie del cilindro será:
S = π ⋅ R
2
= π ⋅
D 2 4
= π ⋅
51,38 2 4
= 2074,15
cm 2
Por tanto:
F teórica = p ⋅ S = 12,3 ⋅ 2074 ,15 = 25512 Kp
F muelle
6 F teórica ⋅
=
100
=
1530,72 Kp
F rozam = 10 % ⋅ F teórica = 2551,2 Kp F neta = F teórica − F roza = 21430,07 Kp
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Problema nº 9 En una fresad fresadora ora de palanc palancas as han de practi practicar carse se unas unas ranura ranurass en un bastid bastidor or de madera. La sujeción de las piezas y el avance de la mesa se realizaba hasta ahora manualmente y ha de transformarse en servicio neumático.
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